CN110295886B - 一种油井电磁称重智能计量器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种油井电磁称重智能计量器，包括上旋离心气液分离腔、卧式斜板分离腔以及液计量腔，其中上旋离心气液分离腔入口侧通过进口管线与油井采油树回油集输管线相连，出口侧通过分离气管线与卧式斜板分离腔连通，卧式斜板分离腔经分离后液管线与液计量腔的液计量导流口相连，同时分离后液管线的回流口与上旋离心气液分离腔连通；液计量腔下部计量出口管线通过二通球阀及出口法兰连接油井进站集输管线或连接含水监测仪；卧式斜板分离腔与计量出口管线之间还设有计量气管线，计量气管线上安装气体流量计。本发明结合上旋离心气液分离与卧式滤网隔离斜板除雾气液分离腔，实现原油与天然气稳定高效分离，实现油、水、气三相精确计量。
Description
技术领域
本发明涉及一种称重计量装置，具体为一种油井电磁称重智能计量器。
背景技术
在石油开采中，地质和采油管理需要每口油井的原油产量实时变化数据，如产液量、含水量、含气量等，实现油井井口的多相在线计量需要低成本可靠稳定的仪器设备。
由于井下地质情况复杂，油井供液的各项生产指标变化范围大，气液比不稳定，油井产液中杂质含量高，气液分离效果差，地面生产易受天气温度影响，导致设备测量精度差，有时无法稳定运行，甚至有损坏装置的情况发生，另外计量设备成本高，无法满足油田单井配套计量的生产需求。
发明内容
针对现有技术中油井单井计量成本高，计量误差大、易受油品变化影响，无法满足油田单井生产需要等不足，本发明要解决的问题是提供一种可实现气液多相计量的油井电磁称重智能计量器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种油井电磁称重智能计量器，包括上旋离心气液分离腔、卧式斜板分离腔以及液计量腔，其中上旋离心气液分离腔入口侧通过进口管线与油井采油树回油集输管线相连，出口侧通过分离气管线与卧式斜板分离腔连通，卧式斜板分离腔经分离后液管线与液计量腔的液计量导流口相连，同时分离后液管线的回流口与上旋离心气液分离腔连通；液计量腔下部计量出口管线通过二通球阀及出口法兰连接油井进站集输管线或连接含水监测仪；卧式斜板分离腔与计量出口管线之间还设有计量气管线，计量气管线上安装气体流量计。
所述进口管线自下向上伸入到上旋气液分离腔的中上部，在进口管线末端安装旋转导向喷流口，旋转导向喷流口正上方设置分离伞，上旋气液分离腔的下底部设有液管线接口。
卧式斜板分离腔腔体内设置由滤网隔离栅斜板组成的增加气液分离面积的斜板结构。
所述液计量腔内设有液计量仓、称重传感器以及泄流阀组件，其中液计量腔上部引入连接于液管线末端的液计量导流口，液计量导流口正下方设有分流伞，分流伞由液计量仓顶端伸入，液计量仓底端出口安装泄流阀组件；称重传感器通过基座固定在泄流阀组件的预应力弹簧下端，泄流阀组件中的泄流阀底部由连接轴穿过预应力弹簧和称重传感器中心孔与基座下面的磁吸衔铁连接。
所述泄流阀组件包括泄流阀、预应力弹簧、连接轴、电磁铁以及磁吸衔铁，其中泄流阀通过连接轴与磁吸衔铁连接，电磁铁安装于磁吸衔铁下方，连接轴外套预应力弹簧，预应力弹簧下端坐在称重传感器上。
在进口管线入口侧与油井回油管线以及出口法兰之间连接三通球阀，三通球阀的第三个端口与出口管线之间连接有旁通管线。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明结合上旋离心气液分离与卧式滤网隔离斜板除雾气液分离腔实现原油与天然气稳定高效分离，分离后实现气体和液体分相计量，液体为称重计量，精度更高，液体称重计量后由含水率监测仪实现在线原油含水监测，实现油、水、气三相精确计量。
2.本发明液体称重计量，在计量仓出口设置泄流阀，结合弹簧称重传感器感知计量仓进液重量，在计量腔安装压力变送器，消除称重传感器监测的腔体内压力对重量测量的影响，即可获得液体质量，当计量仓液体质量达到设定值，给电磁铁电流吸合信号，电磁吸合打开计量仓底部泄流阀，使计量仓内液体泄流，当计量仓液体质量低于设定值，断开电磁铁电流，在弹簧的作用下，泄流阀被弹起，又封住计量仓出口，如此可形成单容器周期脉动间隔称重计量；该计量器容积小，计量范围宽，制造简单，运行可靠。
附图说明
图1为本发明结构主视剖图；
图2为图1的局部放大图；
图3为本发明左视图；
图4为本发明俯视图。
其中，1为进口法兰，2为三通球阀，3为进口管线，4为上旋离心气液分离腔，5为旋转导向喷流口，6为防飞溅分离伞，7为分离气管线，8为卧式斜板分离腔，9为计量气管线，10为滤网隔离栅斜板，11为液计量导流口，12为分流伞，13为分离液管线，14为液计量腔，15为液计量仓，16为泄流阀，17为弹簧，18为称重传感器，19为连接轴，20为基座，21为信号线密封引出口，22为电磁铁，23为磁吸衔铁，24为出口法兰，25为计量旁通管线，26为出口二通球阀，27为气体流量计，28为压力变送器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
如图1～4所示，本发明一种油井电磁称重智能计量器，包括上旋离心气液分离腔4、卧式斜板分离腔8以及液计量腔14，其中上旋离心气液分离腔4入口侧通过进口管线3与油井回油管线相连，出口侧通过分离气管线7与卧式斜板分离腔8连通，卧式斜板分离腔8经分离后液管线13与液计量腔14的液计量导流口11相连，同时分离后液管线13的回流口与上旋离心气液分离腔4连通；液计量腔14下部出口管线将计量后的液体和气体在二通球阀26前汇合流出到通过出口法兰24连接油井回油集输管线或连接含水监测仪；卧式斜板分离腔8与出口法兰24之间还设有计量气管线9，计量气管线9上安装气体流量计27。
进口管线3自下向上伸入到上旋气液分离腔4的中上部，在进口管线3末端安装旋转导向喷流口5，旋转导向喷流口5正上方设置分离伞6，上旋气液分离腔4的下底部设有液管线接口；卧式斜板分离腔8腔体内设置由滤网隔离栅斜板组成的增加气液分离面积的斜板结构。
液计量腔14内设有液计量仓15、称重传感器18以及泄流阀组件，其中液计量腔14上部引入连接于分离液管线13，分离液管线13末端设置的液计量导流口11，液计量导流口11正下方设有分流伞12，分流伞12由液计量仓15顶端伸入，液计量仓15底端出口安装泄流阀组件；称重传感器18通过基座20固定在泄流阀组件的弹簧17与基座20之间，泄流阀组件中的泄流阀16下端由连接轴19穿过预应力弹簧17和称重传感器18中心孔与基座20下面的磁吸衔铁23连接。
泄流阀组件包括泄流阀16、预应力弹簧17、连接轴19、电磁铁22以及磁吸衔铁23，其中泄流阀16通过连接轴19与磁吸衔铁23连接，电磁铁22安装于磁吸衔铁23下方，连接轴19外套预应力弹簧17，预应力弹簧17下端坐在称重传感器18上。
本实施例中，计量器包括进口管线3、上旋气液分离腔4、卧式斜板分离腔8、液计量腔14、出口管线以及气管线、液管线、气计量管线、旁通管线、三通球阀、二通球阀等配套管线和阀类，在进口管线3入口侧与油井回油管线以及出口法兰24之间连接三通球阀2，三通球阀2的第三个端口与出口管线24之间连接有旁通管线25。
本发明的工作过程为：
油井采油树回油管线连接进口法兰1，含有伴生气的含水原油经管线流到三通球阀2，如三通球阀2为直通流向(第一、三端口导通)，原油不计量直接由旁通管线25流到出口法兰24，出口法兰24连接油井进站集输管线；如三通球阀2为(第一、二端口导通)计量流向，原油流入竖直的进口管线3，由进口管线3流入管线末端的旋转导向喷流口5，使原油流速加速同时旋转，然后喷射到防飞溅分离伞6，在离心力的作用下，使气液高速分离，液体落入上旋离心气液分离腔4下部，气体经分离气管线7流入卧式斜板分离腔8，内含小液滴的气体经多道的滤网隔离栅斜板10的捕雾分离，流入计量气管线9，经气体流量计27计量后流入计量出口管线，再经出口二通球阀26流出到出口法兰24；上旋离心气液分离腔4下部的液体与卧式斜板分离腔8下部的液体汇集后，均由液管线13流入液计量腔14，由液计量导流口11喷到分流伞12上，沿着液计量仓15的内壁流入仓内，计量仓15出口设置泄流阀16，结合预应力弹簧17，称重传感器18感知计量仓进液重量。
在液计量腔14上端安装压力变送器28，称重传感器18测得的应力为液体重力和腔内压力的合力F，在计量过程中F-P(压力变送器测得压强)S(计量仓15出口截面积)＝G(液体重力)，即可获得液体质量m＝G/g。
当液计量仓15中的液体质量达到设定值，给电磁铁22电流吸合信号，电磁铁22吸合磁吸衔铁23，由连接轴19克服预应力弹簧17的弹力，打开液计量仓15底部的泄流阀16，使液计量仓15内液体泄流，当液计量仓15液体质量低于设定值，断开电磁铁22电流，在预应力弹簧17的作用下，泄流阀16被弹起，又封住液计量仓15的出口，如此可形成单容器周期脉动间隔称重计量，通过每次称重时间计算液流速度，根据24小时计量累计次数，加权平均计算累积量，获得油井的精确液产量。
电磁铁22外有镀镍钢外壳防护，电磁铁22和称重传感器18的引出线由不锈钢护管制成的信号线密封引出口21密封引出液计量腔14外，计量后的液体和气体在二通球阀26前汇合流出到出口法兰24，液计量腔14下部出口管线可连接含水监测仪监测原油含水实现三相计量。
Claims (4)
1.一种油井电磁称重智能计量器，其特征在于：包括上旋离心气液分离腔、卧式斜板分离腔以及液计量腔，其中上旋离心气液分离腔入口侧通过进口管线与油井采油树回油集输管线相连，出口侧通过分离气管线与卧式斜板分离腔连通，卧式斜板分离腔经分离后液管线与液计量腔的液计量导流口相连，同时分离后液管线的回流口与上旋离心气液分离腔连通；液计量腔下部计量出口管线通过二通球阀及出口法兰连接油井进站集输管线或连接含水监测仪；卧式斜板分离腔与计量出口管线之间还设有计量气管线，计量气管线上安装气体流量计；
所述液计量腔内设有液计量仓、称重传感器以及泄流阀组件，其中液计量腔上部引入连接于液管线末端的液计量导流口，液计量导流口正下方设有分流伞，分流伞由液计量仓顶端伸入，液计量仓底端出口安装泄流阀组件；称重传感器通过基座固定在泄流阀组件的预应力弹簧下端，泄流阀组件中的泄流阀底部由连接轴穿过预应力弹簧和称重传感器中心孔与基座下面的磁吸衔铁连接；
所述泄流阀组件包括泄流阀、预应力弹簧、连接轴、电磁铁以及磁吸衔铁，其中泄流阀通过连接轴与磁吸衔铁连接， 电磁铁安装于磁吸衔铁下方，连接轴外套预应力弹簧，预应力弹簧下端坐在称重传感器上。
2.根据权利要求1所述的油井电磁称重智能计量器，其特征在于：所述进口管线自下向上伸入到上旋气液分离腔的中上部，在进口管线末端安装旋转导向喷流口，旋转导向喷流口正上方设置分离伞，上旋气液分离腔的下底部设有液管线接口。
3.根据权利要求1所述的油井电磁称重智能计量器，其特征在于：卧式斜板分离腔腔体内设置由滤网隔离栅斜板组成的增加气液分离面积的斜板结构。
4.根据权利要求1所述的一种油井电磁称重智能计量器，其特征在于：在进口管线入口侧与油井回油管线以及出口法兰之间连接三通球阀，三通球阀的第三个端口与出口管线之间连接有旁通管线。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |